DE2200984A1 - Isocyanuric acid derivatives and process for their preparation - Google Patents
Isocyanuric acid derivatives and process for their preparationInfo
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Description
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8 MÜNCHEN 8O, MAUERKIRCHERSTR. 45 PATENT LAWYERS
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Dr. Berg Dipl.-lng. Stapf, 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 ·Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf, 8 Munich 80, Mauerkircherstraße 45
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Anwaltsakte 22 004
Be/Sch Lawyer file 22 004
Be / Sch
Monsanto Company St. Louis, Missouri / U.S.A.Monsanto Company St. Louis, Missouri / U.S.A.
"Derivate von Isocyanursäure und Verfahren zu ihrer Herstellung""Isocyanuric Acid Derivatives and Processes too their manufacture "
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Gruppe von Isocyanursäurederivaten und Verfahren zur Herstellung derartiger Verbindungen. Im besonderen betrifft die vorliegende Erfindung als Hauptgegenstand Phosphor enthaltende Isocyanursäurederivate und Verfahren zu ihrer Herstellung.The present invention relates to a new group of isocyanuric acid derivatives and processes for the preparation of such Links. In particular, the present invention relates as a main object to those containing phosphorus Isocyanuric acid derivatives and processes for their preparation.
Case 3099 -2-Case 3099 -2-
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue und wertvolle Gruppe von Isocyanursäurederivaten der nachfolgenden allgemeinen jj'or.inelThe present invention relates to a new and valuable one Group of isocyanuric acid derivatives of the following general jj'or.inel
■ N -
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■ N -
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IP -
I.
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H
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I.
worin R^ und S0 unabhängig voneinander gleich oder verschieden und'Wasserstoff und/oder organische Reste sein können, die Reste R5, und R4 gleich oder verschieden sein können und Metallionen, Wasserstoff und/oder Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkylaryl-r cyclische und/oder alicyclische Gruppen sein können. Die voraus bezeichneten Iieballionen stammen von Metallen, zu denen, ohne sich darauf zu beschränken» Alkalimetalle wie Natriumr Lithium und Kalium, Erdalkalimetalle wie Calcium und Magnesium, Aluminium, Zink, Cadmium, Mangan, Nickel, Kobalt, Ger , xilei, Zinn, Eisen, Chrom und/oder Quecksilber gehören.. Ebenso gehören hierzu Ammoniumionen und Älkylaniinoniuraionen. Im besonderen solche Alkylammoniumionen, die von Aminen mit einem niederen Molekulargewicht, wie unter ungefähr 300 stammen und im. besonderen sind die Allylamine, Alkylenamine und Alkanolamine mit einem Gehalt von nicht mehr als zwei Amin-" ."■ ■ ■ ; . ■.-■ ■;.-'-. ",;.: ■'.; .■ ■ ;■ ■ ;; ■ . -3- "■;,.where R ^ and S 0 independently of one another, identical or different and can be hydrogen and / or organic radicals, the radicals R 5 and R 4 can be identical or different and metal ions, hydrogen and / or alkyl, alkenyl, aryl , Alkylaryl- r cyclic and / or alicyclic groups can be. The Iieballionen designated advance derived from metals for which, without it, to restrict "alkali metals such as sodium r lithium and potassium, alkaline earth metals such as calcium and magnesium, aluminum, zinc, cadmium, manganese, nickel, cobalt, Ger, Xilei, tin, iron , Chromium and / or mercury belong .. Also belong to this ammonium ions and Älkylaniinoniuraionen. In particular, those alkylammonium ions derived from amines having a lower molecular weight, such as below about 300 and im. special are the allylamines, alkylenamines and alkanolamines with a content of not more than two amine "." ■ ■ ■; . ■ .- ■ ■;.-'-. ■;, "■ -3; ■ '■ ■ .;;; ■ ■;...".
209Ö30/1197 /209Ö30 / 1197 /
gruppen wie Äthylamin, Diethylamin, Propylamin, Propylendiamin, hexylomiu, 2-iLthylhexylariiin, rj-ijutyläthanolymin, Triäthanolamin und dergleichen die bevorzugten Amine. Ls ist darauf hinzuweisen,'daß solche Metallionen bevorzugt werden, die in Verbindung eines in für die gewünschten Zwecke ausreichenden Konzentrationen wasserlöslichen bal- - zes entstehen lassen.groups such as ethylamine, diethylamine, propylamine, propylenediamine, hexylomiu, 2-iLthylhexylariiin, rj-ijutyläthanolymin, Triethanolamine and the like are the preferred amines. Ls it should be pointed out that those metal ions are preferred which in combination with one in for the desired For the purpose of creating sufficient concentrations of water-soluble balz - -.
Die Formel I beinhaltet Ester, Partialester, Salze, Par- : - tialsalze, Sauren und Partialsüuren. Wenn R^, Ep, R* und/ oder R^. eine organische Gruppe ist, sind die bevorzugtet! οübstituenten (oder Gruppen):The formula I includes esters, partial esters, salts, par- : - tial salts, acids and partial acids. If R ^, Ep, R * and / or R ^. is an organic group, those are preferred! οubstituents (or groups):
(a). AIIqI- mit -ungefähr 1 bis ungefähr 1ö kohlenstoffatomen ;(a). AIIqI with about 1 to about 10 carbon atoms ;
(d) Alkenyl - mit ungefähr 1 bis ungefähr 16 Kohlenstoffatomen; (d) alkenyl - having from about 1 to about 16 carbon atoms;
(c) Aryl - Phenyl, liaphtayl, Anttiryl oder .Pneuantliryl;(c) aryl - phenyl, liaphtayl, anttiryl or .pneuantliryl;
;. ."Cd) Alkylaryl - Hydroxy, Halogen, iiiedrigalkyl mit Ί bis ■■"'." ; .- .CAllcaryl) ..:-..-;. . "Cd) alkylaryl - hydroxy, halogen, ii lower alkyl with Ί to ■■ "'." ; .- .CAllcaryl) ..: -..-
\. -. ungefähr 6 Kohlenstoffatomen und Amino-suDStituiertes ·. Pheu.yl, i<japh.thyl, Antnryl oder Phenanthryl;\. -. about 6 carbon atoms and amino-suD-substituted ·. Pheu.yl, i <japh.thyl, anthryl or phenanthryl;
" >;r^v - "-Ce)- cycliscne. - mit ungefähr 4 bis ungefähr & Kohleiistoff- -,,■-■" "-"■■-■ . . ,atomen, wobei im Ring entweder ein oticKStoff-, · . ■ ' --■■-. ochweföl-f Dauerstoff- oder Ptiosphoratom vorhanden sein Kann und _.,-."■">; r ^ v -" -Ce) - cycliscne. - with about 4 to about & carbon - ,, ■ - ■ "" - "■■ - ■.., atoms, whereby in the ring either an oticK material, ·. ■ '- ■■ -. ochulphöl- f oxygen - or Ptiosphoratom can be present and _., -. "■
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(f) alicyclische -wit einem Gehalt von ungefähr 4 bis ungefähr '10 Kohlenstoffatomen.(f) alicyclic -wit a content of about 4 to about 10 carbon atoms.
Es ist darauf hinzuweisen, daß alle Verbindungen, die in den Bereich der vorausgehenden allgemeinen Formel I fallen, hier ihrer Art nach als "Isocyanursäurederivate" bezeichnet werden, hit anderen Worten werden hier außer den Säuren ebenso die Salze und Ester und physikalischen und chemischen Gemische derselben insgesamt als Isocyanursäurederivate bezeichnet.It should be noted that all compounds that fall within the scope of the preceding general formula I, are referred to here according to their type as "isocyanuric acid derivatives"; in other words, apart from the acids likewise the salts and esters and physical and chemical mixtures thereof as a whole as isocyanuric acid derivatives designated.
Im allgemeinen werden die Isocyanursäurederivate in der Weise hergestellt, daß man miteinander unter bestimmten BedingungenIn general, the isocyanuric acid derivatives are prepared in such a way that one with one another under certain conditions conditions
(a) ein Phosphor-enthaltendes Material, nämlich orthophosphorige oäure, eine Kombination von PCl^ und H0O und einen Dialkylphosphitester,(a) a phosphorus-containing material, namely orthophosphorous acid, a combination of PCl ^ and H 0 O and a dialkyl phosphite ester,
(b) eineti Aldehyd oder ein Keton und(b) an aldehyde or a ketone and
(c) 2-Arain ο äth,/!isocyanursäure, d.h.(c) 2-Arain ο eth, /! isocyanuric acid, i.e.
IlIl
HW υ - CH0CH0NH0 HW υ - CH 0 CH 0 NH 0
ι ι c. d. cL ι ι cd cL
O=C C=OO = C C = O
umsetzt.implements.
-b--b-
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Es wurde festgestellt, daß wenn man ein Gemisch von (a), (b) und (c) bildet und das Gemisch Reaktionsbedingungen unterwirft, ein Isocyanursäurederivat gebildet werden kann, das wenigstens eine N-C-P-Bindung aufweist.It has been found that if one uses a mixture of (a), (b) and (c) and subjecting the mixture to reaction conditions, an isocyanuric acid derivative is formed may that has at least one N-C-P bond.
Die voraus bezeichnete 2-Aminoäthylisocyanursäure, die eine der Grundausgangsmaterialien in Beziehung auf die Herstellung der Isocyanursäurederivatie, die in den Bereich der !Formel I fallen, ist, wird dadurch hergestellt, daß man Cyanursäure mit Äthylenimin umsetzt nach dem Verfahren von N. Hilstein, Journal of Chemical Engineering Data, Band 13, Nr. 2, Seite 275, April 1968, wobei auf diese Veröffentlichung hier Bezug genommen wird.The previously designated 2-aminoethyl isocyanuric acid, which is one of the basic starting materials in relation to the Manufacture of the isocyanuric acid derivative used in the area the! Formula I fall, is prepared by reacting cyanuric acid with ethyleneimine according to the process by N. Hilstein, Journal of Chemical Engineering Data, Vol. 13, No. 2, page 275, April 1968, referring to this publication is referred to here.
Zu Aldehyden und Ketonen (d.h. Verbindungen, die insgesamt hier als organische Carbonylverbindungen bezeichnet werden), die in Verfahren dieser Erfindung zur Herstellung von Isocyanursäurederivaten verwendet werden können, gehören alle Verbindungen der allgemeinen 5ortsei (H) 0 Aldehydes and ketones (ie, compounds collectively referred to herein as organic carbonyl compounds) that can be used in processes of this invention for making isocyanuric acid derivatives include all compounds of the general category (H) 0
IlIl
R1-C-R2 R 1 -CR 2
worin Rx, und Rp gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff und/oder organische Reste (wie vorausgehend erläutert) sind. Wenn R. Wasserstoff ist, ist das durch die allgemeine i'Ormel II dargestellte Material ein Aldehyd. Wenn beide Reste R^ und R„ organische Reste sind, ist eswhere R x and Rp can be identical or different and are hydrogen and / or organic radicals (as explained above). When R. is hydrogen, the material represented by general i'Ormel II is an aldehyde. If both radicals R1 and R2 are organic radicals, it is
-ti--ti-
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ein Keton. Zu Beispielen für einige Aldehyde, die bei der Durchführung der Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet sind, gehören Formaldehyd (wie Paraformaldehyd), Acetaldehyd, 2-Bromacetaldehyd, Uaproaldeayd, üicotinaldehyd, Grotonaldehyd, 2.2-Dichlorrnalonaldehyd, üluteraldehyd, p-Tolualdehyd, Benzaldehyd, 3-Ghlorbenzaldehyd, iiaphthaldehyd, Anthraldehyd, 2-Furaldehyd, tialonaldehyd, Phthalaldehyd, 3.5-Dibrotuphthalaldehyd, 1-GycIohexen-1-carboxaldehyd, 3-Chinolincarboxaldehyd, 3-Aminobenzaldehyd, L-O-iiOrmylpropyl)-phthalimid, usw. In Verbindung mit der Verwendung dieser Aldehyde ist darauf hinzuweisen, daß sie als solche oder gemischt mit Alkoholen verwendet werden können, um beispielsweise unter anderem die Handhabung der Reaktionsmasse, Temperaturkontrolle und Verhinderung der Schaumbildung zu erleichtern, //erm beispielsweise !ö'orraaldehyd ausgewählt wird, kann l'Orraalin, das ein Warenzeichen für eine 2'7/&ige (Vereinigte Staaten) oder. 40ibige (Britische) Sormaldehydlösung ist, verwendet werden. Im allgemeinen enthalten diese Arten von Lösungen von unge- ■ fähr 0 bis ungefähr Wjt> Methanol. ■ -.. _a ketone. Examples of some aldehydes useful in practicing the methods of the present invention include formaldehyde (such as paraformaldehyde), acetaldehyde, 2-bromoacetaldehyde, uaproaldehyde, glycotinaldehyde, grotonaldehyde, 2,2-dichloroaldehyde, uluteraldehyde, p-tolualdehyde, benzaldehyde, 3 -Glorobenzaldehyde, iiaphthaldehyde, anthraldehyde, 2-furaldehyde, tialonaldehyde, phthalaldehyde, 3.5-dibrotuphthalaldehyde, 1-glycohexene-1-carboxaldehyde, 3-quinolinecarboxaldehyde, 3-aminobenzaldehyde, LO-iiOrmylpropyl) phthalimide, etc. In this compound Aldehydes should be pointed out that they can be used as such or mixed with alcohols, for example, to facilitate the handling of the reaction mass, temperature control and the prevention of foaming, // if, for example,! Ö'orraaldehyde is selected, l'Orraalin, that is a trademark for a 2'7 / & ige (United States) or. 40ibige (British) sormaldehyde solution can be used. In general, these types contain solutions of un- ■ ferry 0 to about WYD> methanol. ■ - .. _
Zu typischen Ketonen, die verwendet werden können» gehören Aceton, Methylethylketon, 2-Pentanon, J-^entänon, 1—Chlor-'" 2-propanon, Butyron, i-Brom-7-nitro-r-heptanon, Acetophenon, p-xiroin-a-chloracetophenon, 5-^.?»o-Tebrahydro-'l-isobubyronaphthon, Capriphenon, α,α-JJiniebtiylsbearophenon,-i-Gyclohexyl^-methyl-i-propanon, 1-\2-i'lurt/l;-1-bubanouii.Typical ketones that can be used include acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, j-enenone, 1-chloro-2-propanone, butyron, i-bromo-7-nitro-r-heptanone, acetophenone, p -xiroin-a-chloroacetophenone, 5 -.? ^ »o-Tebrahydro-'l-isobubyronaphthon, Capriphenon, α, α-JJiniebtiylsbearophenon, -i-Gyclohexyl ^ methyl-i-propanone, 1- \ 2-i 'l ur t / l; -1-bubanou ii .
2.0 9 8"TO/ΊΊ ·)Τ ■■■■-■"■■ ' ■·--■ >>■■2.0 9 8 "TO / ΊΊ ·) Τ ■■■■ - ■" ■■ '■ · - ■ >> ■■
•1-(5-Chinolyl)-1-pentanon, 2-Acet;>lchrysen, 4-ßrombenzophenon, 2.4-iJentandion, '^Λ-Diacetyl-2.^-hexandion, 3— Gyclohexen-1-on, 2(J)-Pyridon, 2-Acetonylcyclohexanon und dergleichen.• 1- (5-quinolyl) -1-pentanone, 2-Acet;.> Lchrysen, 4-ßrombenzophenon, 2.4-i J entandion, '^ Λ- diacetyl-2 ^ - hexanedione, 3-cyclohexene-1-on, 2 (J) -pyridone, 2-acetonylcyclohexanone and the like.
.-•Es- ist darauf hinzuweisen, daß die spezifischen Beispiele der Aldehyde und Ketone, wie sie oben angegeben wurden, nicht die einzigen Verbindungen sind, die zur Herstellung der neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Es ist darauf hinzuweisen, daß es einen sehr großen Bereich an Rohmaterialien gibt, die verwendet werden können. Beispielsweise können die angegebenen Beispiele organische Reste wie aliphatische Hydrocarbyl-, alicycliscne, Aryl-, Alkylaryl-, heterocyclische, substituierte aliphatische hydrocar'oyl-, substituierte alicyclische, substituierte Aryl-, substituierte Alkylaryl- und substituierte heterocycliscne Reste aufweisen, niese Reste könnea sowohl gesättigt als aucti ungesättigt sein und sie.- • It- should be noted that the specific examples the aldehydes and ketones, as noted above, are not the only compounds used to make them of the novel compounds of the present invention can be used. It should be pointed out that there is a there is a very wide range of raw materials that can be used. For example, the examples given organic radicals such as aliphatic hydrocarbyl, alicyclic, aryl, alkylaryl, heterocyclic, substituted aliphatic hydrocar'oyl, substituted alicyclic, have substituted aryl, substituted alkylaryl and substituted heterocyclic radicals, these radicals They can be both saturated and also unsaturated
■ können gerade oder verzweigte Ketteu enthalten. Organische iteste, die zusätzlich "Ringe" entnalten, sind oben erläu-■ can contain straight or branched chainsu. Organic itest that also contain "rings" are explained above.
-"■ tert. hehrringige, beispielsweise 2 bis 5 oder sogar mehr ': ; Hinge euthoLtende .Reste können voi'teilhaft zur Durchfüh—- "■ tert. Subordinate, for example 2 to 5 or even more ': ; Hinge euthanasia.
..,rung'der Erfindung verv/endet werdeii. '.. The invention will be voided / ended. '
\ Wegen Faktoren," wie diy sterische Hinderung, die bedeutend '·-;;".; werden Kann,. wenn Sie herstellung von Isocyanursüuredei'i- ·· väteu mit relativ .hohem Molekulargewicht vorgenoratueu werden\ Because of factors "like diy steric hindrance that significant '· - ;; ".; Can be. If you manufacture isocyanuric acid ·· vateu with a relatively .high molecular weight can be predicted
^ ' -':J.s:^~;,- ν,-'' '■· ■■'· ■■■'■■■ ■ —ü— ^ '-' : Js: ^ ~ ;, - ν, - '''■ · ■■' · ■■■ '■■■ ■ —ü—
2 098 3 0/119?2 098 3 0/119?
soll, enthalten die Aldehyde, die die weitgehendste Verwendung bei der Durchführung der Erfindung finden, gewöhnlich nicht menr als 30 Kohlenstoffatome, während die Ketone, die hier die weitgehendste Verwendung finden, gewöhnlich nicht mehr als 20 Kohlenstoffatome enthalten.should contain the aldehydes which will find most extensive use in the practice of the invention no more than 30 carbon atoms, while the ketones, which are most widely used here, usually contain no more than 20 carbon atoms.
Wenn es gewünscht wird, die Esterform der in den Bereich der .Formel I fallenden Verbindungen herzustellen, wird der entsprechende Dialkylphosphitester, (RO)pPHO, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, anstelle der orthophosphorigen Säure als die Phosphor-enthaltende Species verwendet.If it is desired to prepare the ester form of the compounds falling within the scope of Formula I, then the corresponding dialkyl phosphite ester, (RO) pPHO, wherein R is an alkyl group having 1 to 20, preferably 1 to 8 carbon atoms instead of the orthophosphorous Acid is used as the phosphorus-containing species.
Orthophospnorige Säure, durch die nachfolgende Formel III erläutert, ist im Handel verfügbar.Orthophosphorous acid, by the following formula III explained is available in stores.
Cm) H Cm) H
HPO
0HPO
0
Zur leichteren Beschreibung wird die Orthophosphorsäure hier allgemein als Phosphor-enthaltender Reaktionspartner bezeichnet,For ease of description, orthophosphoric acid is used here generally as a phosphorus-containing reactant designated,
sie kann in den Verfahren der vorliegenden Erfindung entweder selbst als Säure oder in Form ihrer Salze, wie ihre l-iono- oder Dianimoniumsalze, und als hono- oder Dialkalimetallsalze verwendet werden, 'wenn orthophosphorige Säureit can be used in the methods of the present invention either even as an acid or in the form of its salts, like theirs l-iono or dianimonium salts, and as hono or dialkali metal salts be used 'when orthophosphorous acid
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in der Salzform verwendet wird, wird gewöhnlich eine Menge einer zusätzlichen Säure, die ausreichend ist, die Salzform in die reaktionsfähigere Orthophosphorsäure wirksam umzuwandeln, verwendet. (Die Verwendung dieser "Zusatz"-Säuren in den Verfahren dieser Erfindung wird später noch in Einzelheiten erörtert).is used in the salt form, there will usually be an amount of additional acid sufficient to provide the It is used to effectively convert the salt form into the more reactive orthophosphoric acid. (The use of these "additive" acids The methods of this invention will be discussed in detail later).
Es ist darauf hinzuweisen, daß während EUP(X in dieser Form verwendet wird, die einzelnen Bestandteile PCl^ und H2O, die unter Bildung von tUPO, reagieren, getrennt verwendet werden können, d.h. bei verschiedenen Punkten des Verfahrensablaufs zugegeben werden können.It should be noted that while EUP (X is used in this form, the individual components PCl ^ and H 2 O, which react to form tUPO, can be used separately, that is, can be added at different points in the process.
Gewöhnlich wird wenigstens eines von jedem der zur Umsetzung bestimmten Materialien, d.h. solche, die oben unter (a), (b) und (c) angegeben sind, einer Zwischenreaktion unter Bildung eines der Isocyanursaurederivate unterworfen, wozu sie einfach miteinander in bestimmten relativen Anteilen (wobei die relativen Anteile später noch im einzelnen beschrieben werden), vorzugsweise in einem sauren wäßrigen Medium, gemischt und gewöhnlich ausreichend lange einer erhöhten Temperatur unterworfen werden, um die gewünschte Reaktion zu bewirken. Bei .Raumtemperatur ist die Geschwindigkeit der Zwischenreaktion dieser Materialien gering. (Wenn Zeit keine Rolle spielt, kann die Reaktion bei 25°C oder darunter durchgeführt werden). Das Erhöhen der Temperatur führt im allgemeinen zu der Er-Usually at least one of each of the materials intended to be reacted, i.e., those mentioned above under (a), (b) and (c) are given, subjected to an intermediate reaction to form one of the isocyanuric acid derivatives, why they are simply together in certain relative proportions (the relative proportions later will be described in detail), preferably in an acidic aqueous medium, mixed and usually sufficient be subjected to an elevated temperature for a long time, to cause the desired response. At room temperature, the speed of the intermediate reaction is this Materials low. (If time is not an issue, the reaction can be carried out at 25 ° C or below). Increasing the temperature generally leads to the
■-10-■ -10-
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höhung der Geschwindigkeit der gewünschten Reaktion, sodaß gewöhnlich die Temperatur eines Gemischs von phosphoriger säure, 2-Aminouthylisocyanursäure und einem Aldehyd oder Keton über ungefähr 7O°C gehalten wird, die Geschwindigkeit ihrer Zwischenreaktion ausreictiend hoch ist, daß eine herkömmliche Misch- und Handhabungsvorrichtung verwendet werden kann, um die Isocyanursäurederivate kontinuierlich und bei technisch tragbaren Kosten, wenn gewünscht, herzustellen. Es wurde'weiterhin festgestellt, daß durch Erhöhen der Reaktionstemperatur die Verfahren dieser Erfindung (im Temperaburbereich über ungefähr 75 G bis zu ungefähr 2000G /wobei die letztere Temperatur die spontane Abbautemperatur für orthophosphorige Säure bei atmosphärischem Druck darstellt/) eine ziemlich schnelle Erhöhung der Geschwindigkeit der gewünschten Reaktion erfahren. Es wird daher für praktische Zwecke vorgezogen, daß die Reaktionstemperaturen zur Bildung der Isocyanur- . · säurederivate, sofern orthophospaorige Säure nach den Verfahren dieser Erfindung verwendet wird, über ungefähr 85°C liegt. Temperaturen in diesem bevorzugten Bereich '"■ (d.h. ungefähr Ö5°C bis ungefähr 2000G) können leicht durch am Rückfluß halten'des wäßrigen Reaktionsgemische bei, über oder unter atmosphärischem Druck gehalten werden, bis die gewünschte Reaktion abgelaufen ist. "■";■;■■"--."increasing the rate of the desired reaction so that usually the temperature of a mixture of phosphorous acid, 2-aminouthylisocyanuric acid and an aldehyde or ketone is maintained above about 70 ° C, the rate of its intermediate reaction is sufficiently high that conventional mixing and handling equipment is used can to produce the isocyanuric acid derivatives continuously and at technically affordable costs, if desired. It was further found that by increasing the reaction temperature the process of this invention (in the temperature range above about 75 G up to about 200 0 G / the latter temperature being the spontaneous decomposition temperature for orthophosphorous acid at atmospheric pressure /) a fairly rapid increase in the Experience the speed of the desired reaction. It is therefore preferred for practical purposes that the reaction temperatures for the formation of the isocyanuric. Acid derivatives, when orthophosphorous acid is used in the methods of this invention, is above about 85 ° C. Temperatures in this preferred range '"■ (ie, about OE5 ° C to about 200 0 G) to readily halten'des reflux aqueous reaction mixtures at, be kept above or below atmospheric pressure, has expired until the desired reaction." ■ ";■; ■■ "-."
Es war überraschend» daß der pr,—Wert des Reaktionsuiediums einen offensichtlich bedeübenden - Eitif ImJ auf die Geschwin-It was surprising that the pr, value of the reaction medium an obviously meaningful - Eitif ImJ on the speed
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digkeit der gewünschten x-ieaktion hat. Es wurde beisjjielsweise festgestellt, dais die Geschwindigkeit der gewünschten .Reaktion in Geraischen (die 2-Aminoäthylisocyanursäure, l'ormaldehyd und orthophosphorige Säure im Molarverhältnis von ungefähr 1:2:2 enthalten) mit einem p^-Wert über ungefähr 4-, niedrig ist. Möglicherweise ist ein Grund für die geringe Geschwindigkeit der gewünschten Reaktion in Keaktionsmedieh mit p^-werten über ungefähr 4 darin zu suchen, daß offensichtlich in diesen Systemen eine Konkurrenzreaktion (die Oxidation der orthophosphorigen Säure zu Orthophosphorsäure) den Vortritt gegenüber der gewünschten Zwischenreaktion der orthophosphorigen Säure mit dem Aldehyd oder Keton und der 2-Aminoäthylisocyanursäure hat. Es wird daher vorgezogen, daii der ρ ,τ-Wert des keaktionsgemischs (von orthophosphoriger oäure plus Aldehjd oder Keton plus 2-Aminoätnylisoc;yanursäure und gewöhnlicn wenigstehs etwas Wasser) unter ungefähr 4 und vorzugsweise ungefähr'2 ist, um optimale Ergebnisse bei der Durchfüh-I1Un^ ^ er vorliegenden Erfindung zu -erzielen. Wenn eines der Salze der orthophosphorigen oUure als Rohmaterialthe ability of the desired x-action. It has been found, for example, that the rate of the desired reaction in Geraischen (which contain 2-aminoethylisocyanuric acid, l'ormaldehyde and orthophosphorous acid in a molar ratio of about 1: 2: 2) is low with a p ^ value above about 4- . Possibly one reason for the slow rate of the desired reaction in reaction media with p ^ values above about 4 is that a competing reaction (the oxidation of orthophosphorous acid to orthophosphoric acid) obviously takes precedence over the desired intermediate reaction of orthophosphorous acid in these systems with the aldehyde or ketone and 2-aminoethyl isocyanuric acid. It is therefore preferred that the ρ, τ value of the reaction mixture (of orthophosphorous acid plus aldehyde or ketone plus 2-aminoethyl isocyanuric acid and usually a little water) be below about 4 and preferably about 2 for optimal results in practice -I 1 Un ^ ^ he present invention to -access. If one of the salts of orthophosphorous oUure as raw material
' verwendet wird und wenn das Verhältnis der reaktionsfähi- .-■ gen 2-Aminoätayiiöocyanursäure zu orthophosptioriger Säure'is used and when the ratio of reactive .- ■ gen 2-Aminoätayiiöocyanuräure to orthophosptioriger acid
"in dem Ke'a ^t ion ügemiü cn relativ hoch ist, liegt der "na- türliche", oder übliche p,,-.vTert des Reaktiousgemiscns oder des KeaKtionsmediumo im ellt;ei.:eineu nicht im bevorzugten L er ei ch ► üs kann jedoch der Pj--»vert des iteaktionsuiediuiiiij .iii.den v/irlvs^msten Bereica. d/idurch eingestellt werden, dab"in the Ke'a ^ t ion ügemiü cn is relatively high, is of the" Na ral "or usual p ,, - v T ert of Reaktiousgemiscns or KeaKtionsmediumo in ell t; ei:. a U not in the preferred L. However, the pj - »vert of the iteaktionsuiediuiiiij .iii.the v / irlvs ^ msten area. d / i can be adjusted by
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man dem System irgendeine der herkömmlichen Säuren zugibt, die die Fähigkeit haben, den py-Wert des Reaktionsmediums zu senken. Beispielsweise können Salzsäure, Schwefelsäure, Bromwasserstoffsäure, Phosphorsäure und Sulfonsäuren, sowie viele andere Säuren für diesen Zweck verwendet werden. Ein weiteres Beispiel, einen niederen p^-Wert zu bilden und ebenso ein Halogenidion als Katalysator (später noch erörtert) zu verwenden, ist die Verwendung eines Halogenidsalzes und einer Säure. Diese beiden Bestandteile allein bewirken das gewünschte Ergebnis; sie können jedoch miteinander unter Bildung eines Salzes und eines Halogenwasserstoffs reagieren, die ebenso das Endergebnis herbeiführen. Beispielsweise führt die Verwendung von Natriumchlorid und Schwefelsäure zur Bildung von Natriumbisulfat und Chlorwasserstoff.any of the conventional acids which have the ability to reduce the py of the reaction medium are added to the system to lower. For example, hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, phosphoric acid and sulfonic acids, as well many other acids can be used for this purpose. Another example of creating a low p ^ value and also to use a halide ion as a catalyst (discussed later) is to use a halide salt and an acid. These two ingredients alone produce the desired result; however, they can with each other react to form a salt and a hydrogen halide which also produce the end result. For example, the use of sodium chloride and sulfuric acid results in the formation of sodium bisulfate and hydrogen chloride.
Gewöhnlich wird die-gewünschte Reaktion ziemlich vollständig unter optimalen Reaktionsbedingungen in einer vernünftigen und technisch durchführbaren Zeit, beispielsweise in weniger als 3 Stunden ablaufen, wenn Isocyanursäurederivate mit relativ niederem Molekulargewicht hergestellt werden sollen. Wenn im allgemeinen relativ niederere Reaktionstemperaturen und wenn die Aldehyde und Ketone mit relativ höherem Molekulargewicht (als Rohmaterialien) in den hier vorgesehenen Verfahren verwendet werden, sind etwas längere Reaktionszeiten erforderlich, um optimale Ausbeuten des gewünschten Produkts zu erhalten.Usually the desired reaction becomes quite complete under optimal reaction conditions in a reasonable and technically feasible time, for example expire in less than 3 hours when relatively low molecular weight isocyanuric acid derivatives are prepared should be. When generally relatively lower reaction temperatures and when the aldehydes and Relatively higher molecular weight ketones (as raw materials) are used in the processes provided here slightly longer reaction times are required, in order to obtain optimal yields of the desired product.
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Jedoch sollten gewöhnlich nicht mehr als ungefähr 5 bis ungefähr 7 Stunden für den Ablauf der vorgesehenen Reaktion unter guten Reaktionsbedingungen erforderlich sein, ohne Rücksicht darauf, welche der oben beschriebenen Rohmaterialien verwendet werden. Im Durchschnitt kann gesagt werden, daß unter optimalen Reaktionsbedingungen, im allgemeinen von ungefähr mehreren Minuten bis ungefähr 3 Stunden erforderlich sind, um ziemlich reine Isocyanursäurederivate herzustellen.However, usually should not be more than about 5 to Approximately 7 hours are required for the intended reaction to proceed under good reaction conditions, regardless of which of the raw materials described above are used. On average it can be said will be that under optimal reaction conditions, generally from about several minutes to about 3 Hours are required to produce fairly pure isocyanuric acid derivatives to manufacture.
Es wurde vorausgehend dargestellt, daß gewöhnlich wenigstens etwas Wasser in dem Reaktionsmedium vorhanden ist. Obgleich es keine Voraussetzung ist, daß Wasser vorhanden sein muß, wurde festgestellt, daß das Vorhandensein von wenigstens etwas Wasser wesentlich zu Faktoren (während und nach der Reaktion) wie in Lösung-halten der Reaktionpartner, leichte Handhabung des Reaktionsmediums, leichtes Beibehalten der gewünschten Reaktionstemperatur (durch am Rückfluß halten, wie oben beschrieben), leichtes Beibehalten einer ausreichenden Wärmeübertragung im Reaktionsgemisch, Senken der Viskosität des Reaktionsprodukts, usw. beiträgt. Es ist daher erwünscht, daß wenigstens ungefähr 5 Gew.$ Wasser (bezogen auf das Gesamtgewicht der in das Reaktionsgemisch eingeführten rohen Reaktionsmaterialien) und vorzugsweise wenigstens ungefähr 15 Gew.% Wasser in dem Reaktionsgemisch· vorhanden ist, bevor dieses Temperaturen über ungefähr 9O0G längere Zeit ausgesetzt wird.It has been stated above that there will usually be at least some water in the reaction medium. While it is not a requirement that water be present, the presence of at least some water has been found to be essential to factors (during and after the reaction) such as keeping the reactants in solution, easy handling of the reaction medium, easy maintenance of the desired reaction temperature (by refluxing as described above), easily maintaining sufficient heat transfer in the reaction mixture, lowering the viscosity of the reaction product, etc. It is, therefore, desirable that $ water is at least about 5 wt. (Based on the total weight of the introduced into the reaction mixture crude reaction materials) is · present and preferably at least about 15 wt.% Water in the reaction mixture before this temperatures above about 9O 0 G exposed for a long time.
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Zusätzliches Wasser kann ebenso dem Reaktionsmedium von Zeit zu Zeit, wenn und soweit erforderlich, zugegeben werden. Additional water can also be added to the reaction medium from time to time as and when necessary.
Die Verfahren dieser Erfindung können mit einer herkömmlichen, leicht verfügbaren chemischen Verfahrensvorrichtung durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein herkömmliches erhitztes mit Glas-ausgekleidetes Misch-(Reaktions)-gefäß, das mit einem Rückflußkühler und einem ziemlich wirksamen Rührwerk ausgestattet ist, vorteilhaft zur Durchführung irgendeines der in den nachfolgenden Beispielen beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden.The methods of this invention can be performed with conventional, readily available chemical processing equipment be performed. For example, a conventional heated glass-lined mixing (reaction) vessel, which is equipped with a reflux condenser and a fairly efficient stirrer, advantageous for Carrying out any of the preferred embodiments of the invention described in the examples below Invention can be used.
Die orthophosphorige Säure, 2-Aminoäthylisocyanursäure und Aldehyde oder Ketone, auf die sich diese Erfindung bezieht, können hinsichtlich der Bearbeitung in verschiedener Weise miteinander gemischt werden, wobei dies merklich von den Vorteilen abhängt, die aus der Erfindung abgeleitet werden können. Beispielsweise können sie einfach in geeigneten Anteilen (wobei die Anteile nachfolgend noch erörtert werden) zusammen in ein Mischgefäß gegossen, gemischt und dann auf die Reaktionstemperatur erwärmt werden. Oder es können die Bestandteile einzeln erwärmt werden, bevor sie miteinander gemischt werden. (Dieses besondere Verfahren ist dann nützlich, wenn feste Aldehyde und Ketone mit höherem Molekulargewicht verwendet werden.The orthophosphorous acid, 2-aminoethylisocyanuric acid and aldehydes or ketones to which this invention relates can be processed in various ways Wise are mixed with each other, this depending notably on the advantages derived from the invention can be. For example, they can simply be used in suitable proportions (the proportions below are discussed) are poured together into a mixing vessel, mixed and then heated to the reaction temperature. Or the ingredients can be heated individually before they are mixed together. (This particular one Process is useful when using higher molecular weight solid aldehydes and ketones.
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können daher, bevor sie in das Reaktionsgefäß eingebracht werden, geschmolzen werden). Die 2-Arainoäthylisocyanursäure kann in Form ihrer sauren Salze verwendet werden. Mitunter ist es zweckmäßig und wünschenswert, die 2-Aminoäthylisocyanursäure mit der phorphorigen Säure zu misehen, bevor sie wesentlich über Raumtemperaturen erhitzt werden; dies ist besonders der Fall, wenn die 2-Aminoäthylisocyanursäure nicht in Form der Salze verwendet wird.can therefore be melted before they are introduced into the reaction vessel). The 2-alcohol ethyl isocyanuric acid can be used in the form of their acid salts. Sometimes it is useful and desirable to use 2-aminoethyl isocyanuric acid to mix with the phosphoric acid before it is heated well above room temperature; this is particularly the case when the 2-aminoethyl isocyanuric acid is not used in the form of the salts.
'Wenn Aldehyde oder Ketone mit Siedepunkten unter den Temperaturen, bei denen diese Erfindung durchgeführt wird, bei der Durchführung dieser Erfindung verwendet werden, können gewöhnlich wesentlich bessere Ausbeuten an erwünschten Isocyanursäurederivaten (bezogen auf die dem Reaktionsgefäß zugeführte Aldehyd- oder Ketonmenge) erhalten werden, wenn der Aldehyd oder das Keton langsam (zum Beispiel von ungefähr 1C Minuten bis ungefähr 5 Stunden) dem Gemisch der orthophosphorigen Säure und 2-Aininoäthylisocyanursäure zugegeben wird, während die temperatur des Gemischs in dem gewünschten Bereich gehalten wird, 'wenn beispielsweise ein wäßriges Geuiiscn aus 1 Hol 2-Arainoäthylisocyanursäure, 2 hol ortiiophosphorige Säure und 2 Mol Formaldehyd (theoretisch errechnet zur Herstellung von 1 Mol Isocyanuryläthyliminodi-(ffiethjlenphosjjhonsäure) bei ungefähr 100 bis HO0C längere Zeit (um eine "vollständige" Reaktion sicherzustellen), gehalten wird, werden weniger als 0,5 hol gewünschtes Produkt hergestellt, wenn jedoch die gleicheIf aldehydes or ketones with boiling points below the temperatures at which this invention is carried out are used in the practice of this invention, much better yields of the desired isocyanuric acid derivatives (based on the amount of aldehyde or ketone added to the reaction vessel) can usually be obtained if the aldehyde or the ketone is slowly (for example from about 1C minutes to about 5 hours) added to the mixture of orthophosphorous acid and 2-aminoethylisocyanuric acid, while the temperature of the mixture is kept in the desired range, for example when an aqueous solution from 1 Hol 2-alcohol ethyl isocyanuric acid, 2 hol orthophosphorous acid and 2 moles of formaldehyde (theoretically calculated for the production of 1 mole of isocyanurylethyliminodi- (ffiethjlenphosjjhonsäure) at about 100 to HO 0 C for a longer time (to ensure a "complete" reaction), are kept less than 0.5 get the desired product manufactured, however, the same
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Menge Formaldehyd langsam (d.h. während ungefähr 65 Minuten) einem Gemisch mit der gleichen Menge Wasser, 1 Mol 2-Aminoäthylisocyanursäure und 2 Mol phosphorige Säure bei einer Temperatur von ungefähr 100 bis 110 C zugegeben wird, werden mehr als 0,50 Mol gewünschtes Produkt hergestellt. Es ist daher bei der Durchführung dieser Erfindung, die langsame Zugabe des Aldehyds oder Ketone zu einem heißen Gemisch von phosphoriger Säure und 2-Aminoäthylisocyanursäure eine besonders bevorzugte Ausführungsform. Amount of formaldehyde slowly (i.e. for about 65 minutes) a mixture with the same amount of water, 1 mole 2-Aminoethylisocyanuric acid and 2 moles of phosphorous acid were added at a temperature of about 100 to 110 ° C more than 0.50 moles of the desired product is produced. It is therefore in the practice of this invention, the slow addition of the aldehyde or ketone to a hot mixture of phosphorous acid and 2-aminoethylisocyanuric acid a particularly preferred embodiment.
Nach der vorliegenden Erfindung erhält man dadurch Isocyanursäurederivate, daß man (a) das Phosphor-enthaltende Material, zum Beispiel orthophosphorige Säure und (b) einen Aldehyd oder ein Keton mit (c) 2^- Am in ο äthyl isocyanursäure in einem Molarverhältnis von ungefähr 2:2:1 umsetzt. Bei den Verfahren der vorliegenden Erfindung kann mitunter ein Überschuß an Aldehyd oder Keton (über das Molarverhältnis 2:1 ^Idehyd oder Keton zu 2-Aminoäthylisocyanursäure/) mitunter vorteilhaft verwendet werden. Ein Überschuß an orthophosphoriger Säure, zum Beispiel von ungefähr 1 bis ungefähr 100 Gew.# kann ebenso in diesen Verfahren verwendet werden. Wenn jedoch das Molarverhältnis 2-Aminoäthylisocyanursäure zu orthophosphoriger Säure und Aldehyd oder Keton über 1:2:2 erhöht wird, entstehen Nebenreaktionsprodukte. Wenn man daher wünscht, ein relativ reines Isocyanursäurederivat nach den Verfahren der vor-According to the present invention, this gives isocyanuric acid derivatives, that one (a) the phosphorus-containing material, for example orthophosphorous acid and (b) a Aldehyde or a ketone with (c) 2 ^ - Am in ο ethyl isocyanuric acid in a molar ratio of approximately 2: 2: 1. In the methods of the present invention, sometimes an excess of aldehyde or ketone (above the molar ratio 2: 1 ^ idehyde or ketone to 2-aminoethyl isocyanuric acid /) can sometimes be used advantageously. An excess of orthophosphorous acid, for example about 1 to about 100 wt. # Can also be used in these procedures. However, if the molar ratio 2-Aminoethyl isocyanuric acid is increased to orthophosphorous acid and aldehyde or ketone above 1: 2: 2, secondary reaction products are formed. Therefore, if one wishes to obtain a relatively pure isocyanuric acid derivative by the method of the previous
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liegenden Erfindung herzustellen, wird es bevorzugt, daß das Molarverhältnis 2-Aminοathylisocyanursäure zu orthophosphoriger Säure in dem Reaktionsgemisch ungefähr 1:2 und daß das Molarverhältnis 2-Atninoäthylisocyanursäure zu Aldehyd oder Keton in dem Reaktionsgetnisoh ungefähr 1:2 ist.present invention, it is preferred that the molar ratio of 2-aminoethylisocyanuric acid to orthophosphorous acid Acid in the reaction mixture approximately 1: 2 and that the molar ratio is 2-atninoethyl isocyanuric acid to aldehyde or ketone in the reaction mixture roughly 1: 2 is.
Ein Grund, weshalb die Ausbeuten an den wünschenswerten Isocyanursäurederivaten im allgemeinen gewöhnlich nicht. 100$ der theoretischen Menge bei den Verfahren dieser Erfindung sind, besteht darin, daß neben der gewünschten .Reaktion zur Bildung der N-C-P-Bindung die orthophosphorige Säure ebenso einer Oxidationsreaktion (unter Bildung von Orthophosphorsäure) unter den Reaktionsbedingungen, die die gewünschte Reaktion fördern, unterliegt. Weil in den meisten Fällen das Vorhandensein von Orthophosphorsäure in den Endisocyanursäurederivaten nicht besonders schädlich ist, muß man im allgemeinen nur einen Überschuß an orthophosphoriger Säure in dem Reaktionsmedium vorsehen, um diesen "Verlust" an Orthophosphoriger Säure für die gewünschte Reaktion auszugleichen. (Die Verwendung eines Säureüberschußes, ist jedoch zur Zeit teuer). Es wurde jedöOh gefunden, daß das Vorhandensein von wenigstens einer katalytischen Menge an Halogenidionen in dem Reaktions'gemisch (von 2-Atninoäthylisocyanursäure, orthophosphorige Säure, Aldehyd oder Keton und gewöhnlich Wasser) die Oxidation der orthophosphorigen Säure in Ortho-One reason why the yields are desirable Isocyanuric acid derivatives in general usually do not. $ 100 of the theoretical amount in the methods of this invention are, is that in addition to the desired .Reaktion to form the N-C-P bond, the orthophosphorous Acid as well as an oxidation reaction (with formation of orthophosphoric acid) under the reaction conditions, that promote the desired response is subject. Because in most cases the presence of orthophosphoric acid not particularly in the terminal isocyanuric acid derivatives is harmful, one generally only has to provide an excess of orthophosphorous acid in the reaction medium, to compensate for this "loss" of orthophosphorous acid for the desired reaction. (The usage an excess of acid, but is currently expensive). It However, it was found that the presence of at least a catalytic amount of halide ions in the reaction mixture (of 2-Atninoäthylisocyanuräure, orthophosphorige Acid, aldehyde or ketone and usually water) the oxidation of the orthophosphorous acid in ortho-
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phosphorsäure inhibiert und es damit möglich macht, relativ mehr an gewünschtem Isocyanursäurederivat aus dem gegebenen Reaktionsgemisch herzustellen, als dies ohne die Halogenidionen möglich wäre. Offensichtlich kann irgendein einfaches Halogenidion zur Bewirkung der oben beschriebenen Inhibierung verwendet werden, oogleich für wirtschaftliche Zwecke Chlorid bevorzugt wird. Das Halogenidion kann offensichtlich in das Reaktionsgemisch in irgendeiner Weise eingeführt werden, ohne daß die Vorteile, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung erreicht werden,können, wesentlicn beeinflußt werden, vorausgesetzt daß es in das Reaktionsgemisch eingeführt wird, bevor dessen Temperatur auf ungefähr ^O G erhöht wurde oder-bevor es mehr als wenige Minuten bei 7O0C gehalten wird. Beispielsweise kann das Halogenidion in Form einer Halogenwasserstoffsäure wie HCl, HBr, HJ, usw. oder als anorganisches Salz wie iNaCl, KCl, NaBr, CaCl^ und dergleichen, zugegeben werden. Eine weitere geeignete Möglichkeit besteht darin, das Chlorwasserstoffsalz der 2-Aminoäthylisocyanursäure zu verwenden. Wie später erwähnt, kann ein Gemisch einer Nicht-Halogenid-enthaltenden Säure und ein Halogenidsalz zum Erreichen des gewünschten Endergebnisses verwendet werden. Es wurde festgestellt, daß sogar sehr geringe Mengen an Halogenidionen in dem Reaktionsgemisch die Oxidation der orthophosphorigen Säure in gewissem Ausmaß inhibieren. Ausgezeichnete Ergebnisse können erreicht werden, wenn man in dem Reaktionsgetnischinhibits phosphoric acid and thus makes it possible to produce relatively more of the desired isocyanuric acid derivative from the given reaction mixture than would be possible without the halide ions. Obviously, any simple halide ion can be used to effect the inhibition described above, although chloride is preferred for economic purposes. Obviously, the halide ion can be introduced into the reaction mixture in any manner without materially affecting the advantages achieved in practicing the present invention, provided that it is introduced into the reaction mixture before its temperature has risen to about 50 ° increased or-before it is held more than a few minutes at 7O 0 C. For example, the halide ion can be added in the form of a hydrohalic acid such as HCl, HBr, HJ, etc. or as an inorganic salt such as iNaCl, KCl, NaBr, CaCl4 and the like. Another suitable option is to use the hydrogen chloride salt of 2-aminoethyl isocyanuric acid. As mentioned later, a mixture of a non-halide containing acid and a halide salt can be used to achieve the desired end result. It has been found that even very small amounts of halide ions in the reaction mixture inhibit the oxidation of the orthophosphorous acid to some extent. Excellent results can be achieved when sitting in the reaction table
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ungefähr O,01 bis ungefähr 10 und vorzugsweise wenigstens ungefähr 0,5 Gew.^ Halogenidionen verwendet. HaIogenidionen über diesen Mengen können ohne irgendwelche erkennbare schädliche Wirkungen auf die Verfahren der Erfindung vorhanden sein. Aus praktischen Gründen werden jedoch im allgemeinen nicht mehr als ungefähr 20 Gew.% Halogenidionen in den Verfahren verwendet.about 0.01 to about 10, and preferably at least about 0.5 weight percent halide ions are used. Halide ions in excess of these levels can be present without any discernible deleterious effect on the methods of the invention. As a practical matter, however, generally no more than about 20 weight percent halide ions are used in the processes.
Die Säure- und Salzformen der Isocyanursäurederivate im Rahmen der allgemeinen i'oruiel I der vorliegenden Erfindung haben hervorragende Brauchbarkeit auf dem Gebiet der Behandlung von Wasser oder wäßrigen Systemen und dienen sowohl als Sequestrierungsmittel wie als "thBshold"-Mittel. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Bezeichnung "threshold", wie sie hier verwendet -wird, sich auf das chemische und/ oder physikalische Phänomen bezieht, das weniger als ■ stöchiometrische Mengen der jeweiligen Isocyanursäurederivate wirksam die Ausfällung verhindern und/oder die Kristallforraen verschiedener Salze von Metallionen wie Calcium, üisen, Kupfer und Kobalt ändern können. Hit anderen Worten ist die "threshold"-üehandlung von Wasser ein Verfahren, bei dem weniger als die stöchioccetrischen hengen an jenandlungsinittel zugegeben werden, um den Vfuctis an kristallkernen zu beeinträchtigen und damit die Ablagerung unlöslicher Niederschläge zu vermeiden. Die uezeicnnuii:-,· wird ueiopielsweise bei der .cehoudlung von Wasser mit jrol^phoö^naten verwendet und sie wird näherThe acid and salt forms of the isocyanuric acid derivatives im Under the general i'oruiel I of the present invention have excellent utility in the treatment of water or aqueous systems and serve both as sequestering agents such as "thBshold" agents. It should be noted that the term "threshold", as used here, refers to the chemical and / or physical phenomenon that is less than ■ stoichiometric amounts of the respective isocyanuric acid derivatives effectively prevent the precipitation and / or the crystal forms of various salts of metal ions such as Calcium, iron, copper and cobalt can change. In other words, it is the "threshold" treatment of water a process in which less than the stoichioccetric add to the detergent Vfuctis to affect crystal nuclei and thus the Avoid deposition of insoluble precipitates. The uezeicnnuii: -, · is used in the .cehoudlung of Water is used with jrol ^ phoö ^ naten and they are closer
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in der U.S.-Patentschrift 2 O3Ö 316 und in dem Aufsatz von ßeitmeier und Buehrer im Journal of Physical Chemistry, .Band 44, Seiten 535 bis 574 (1939) beschrieben. Eine weitere Erläuterung der l'hresholdwirkung wird, in den Veröffentlichungen von Hatch und Kice in Industrial Engineering and Chemistry of January, 1939 und August 1945 beschrieben „ Auf die voraus erwähnten' Veröffentlichungen wird hier Bezug genommen.in U.S. Patent 2,030,316 and in the article von ßeitmeier and Buehrer in the Journal of Physical Chemistry, . Volume 44, pages 535 to 574 (1939). Another Explanation of the threshold effect is given in the publications described by Hatch and Kice in Industrial Engineering and Chemistry of January, 1939 and August 1945 “To the aforementioned publications is referred to here.
Die bäure- und Esterformen der Isocyanursäurederivate, die in den Bereich der allgemeinen formel I fallen, haben hervorragende Eignung auf dem Gebiet der i'euerhemmung von Cellulosematerialien und haben damit eine spezifische Punktion als feuerhemmende Mittel.The acid and ester forms of isocyanuric acid derivatives, those falling within the scope of general formula I have excellent suitability in the area of fire retardancy Cellulose materials and thus have a specific puncture as a fire retardant.
In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich alle '!'eile auf das Gewicht, es sei denn, daß dies anders angegeben ist.In the following examples, all '!' Refer to haste on weight unless otherwise stated.
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In einen 2-1 Kolben bringt man ungefähr 1480 ml N.N-Dimethylformamid (DMl) und 129 g Cyanursäure. Während man das Gemisch rührt, wird eine Beschickung von ungefähr 43 g Aziridin (Äthylenimin), gelöst in 150 ml DME tropfenweise während ungefähr 45 Minuten zugegeben. Die Temperatur des Reaktionsgemische steigt von ungefähr 27 G auf ungefähr 29 C. Während der Zugabe wird ein feiner weißer Niederschlag gebildet. Das Gesamtreaktionsgemisch wird kontinuierlich 12 Stunden gerührt und dann filtriert.. Der erhaltene naße Kuchen (154 g) wird mit absolutem Äthanol gewaschen und dann getrocknet, wodurch man 125 g Produkt, das sich als feines weißes Pulver darstellt. Die Ausbeute beträgt ungefähr 72,7$ der theoretischen Menge und das Produkt wird als 2-Aininoäthylisocyanursäure der nachfolgenden J'ormelApproximately 1480 ml of N.N-dimethylformamide are placed in a 2-1 flask (DMl) and 129 g of cyanuric acid. While stirring the mixture, a charge of about 43 g of aziridine (ethyleneimine) dissolved in 150 ml of DME dropwise added over about 45 minutes. The temperature of the reaction mixture increases from about 27 G to about 29 C. During the addition it becomes a fine white color Precipitation formed. The overall reaction mixture becomes Stirred continuously for 12 hours and then filtered .. The resulting wet cake (154 g) is washed with absolute ethanol washed and then dried, yielding 125 g of product which appears as a fine white powder. The yield is about $ 72.7 of the theoretical amount and that Product is called 2-Aininoäthylisocyanuräure the following J'ormel
IlIl
H-N iV - GH0GH0NH0 I ,222HN iV - GH 0 GH 0 NH 0 I, 222
O-G G=OO-G G = O
I.I.
analysiert. Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines der Ausgangsmaterialien, die zur Herstellung der neuen Verbindungen im Rahmen der allgemeinen i'ormel I benötigt werden.analyzed. This example shows the preparation of one of the starting materials used to make the new Compounds within the framework of the general formula I are required.
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Beispiel 2 "". : :.-".". : . -■ " Example 2 "". :: .- ".". : . - ■ "
In einen 2 1 Kolben mit toiasserkünler und . i'ropftrichter werden-üngefähr 96 g (0,82 tiol) yO^ige orthophosphorige Säure und 84 g"(0,85 Mol) 37#ige Salzsäure eingebracht. Das in dem 2 1 Kolben befindliche erhaltene Gemisch wird dann zum Sieden erhitzt, während man ungefähr 2t>,5 g (0,17 WoI) der nach dem vorausgehenden üeispiel 1 hergestellten 2-Äminoäthylisocyanursäure· während ungefähr 30 Mnuten zugegeben werden. Ungefähr 60.ml Wasser werden dann (nach der 30 hinuten langen Zugabe) in dem. jxeaktions-' kolben zugegeben, um eine homogene klare Lösung zu erhalten, die einen Siedepunkt von ungefähr 108 0 hat.In a 2 1 flask with toiasserkünler and. i 'dropping funnel become -approximately 96 g (0.82 tiol) yO ^ ige orthophosphorus Acid and 84 g "(0.85 mole) 37 # hydrochloric acid were introduced. The mixture obtained in the 2 l flask is then heated to the boil while adding about 2.5 g (0.17 WoI) that prepared according to the previous example 1 2-Aminoethyl isocyanuric acid for about 30 Minutes are added. About 60 ml of water will be then (after the 30 minute addition) in the. jxeaktions- ' flask added to obtain a homogeneous clear solution which has a boiling point of approximately 108 0.
Die in dem- Kolben, erhaltene klare· Lösung wird am Sieden gehalten und nach ungefähr 3 Stunden werden ungefähr 27 S (0-,9O-Mol) Paraformaldehyd zugegeben. Nach Beendigung dieser 3 Stunden wird das Reaktionsgemisch, das eine klare Lösung ist, auf 25°C gekühlt. Ein Teil (50 g von ungefähr 295 g) der Lösung wird unter. Rühren in 100 ml Methanol-:-."...,", gegossen und man erhält einen weißen Miederschlag. Nach' - , filtrieren wird-der Kuchen erneut in Methanol angeschlämmt,, filtriert und in dem Filter mit Methanol gewaschen. ;Hach :. Trocknen erhält man ".ungefähr; 2,0 gweilie rest stroffe. Der;'";; :. gesamte Ansatz lieferir eine Ausbeute von ungefähr" 11,8 g * " .'und dies eatspricat 19,,3Z". eier Gheoretischen Menge, bezogen auf die verwendete 2-Aminoäbuylisocyanursiure. Die weißenThe clear solution obtained in the flask is kept at the boil and after about 3 hours about 27 S (0, 90 mol) of paraformaldehyde are added. After these 3 hours have ended, the reaction mixture, which is a clear solution, is cooled to 25 ° C. A portion (50 g of approximately 295 g) of the solution is taken under. Stir in 100 ml of methanol -: -. "...,", poured and a white bodice is obtained. After filtering, the cake is slurried again in methanol, filtered and washed in the filter with methanol. ; Hach:. Drying gives ".approximately; 2.0 gweilie residual stroffe. The; '";; :. The entire batch gives a yield of approximately "11.8 g *". And this eatspricat 19, "3Z". A theoretical amount based on the 2-aminoabylisocyanuric acid used. The white
Jj'osbsboffe wejrden analysiert, wozu mctn die P^ kernmagneti-Wej'osbsboffe are analyzed for what purpose the nuclear magnetic
209830/Π 97 . '209830 / Π 97. '
- : - 220098A- : - 220098A
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sehen .Resonanzspektren (KMK) (die das Vorhandensein der ii-C-P-.Bindung beweisen) und die Klementaranalyse verwendet. Die erhalteuen weiiien Feststoffe enthalten im wesentlichen Isocyanurylüthtyrliminodi(methylenphosphonsäure) der nachfolgenden iOsee. resonance spectra (KMK) (which prove the presence of the ii-CP. bond) and the clarification analysis used. The white solids obtained essentially contain Isocyanurylüth t y r liminodi (methylenephosphonic acid) of the following OK
o=Uo = U
— U- U
— (J ι
- (J
I P -
I.
Me Elementaranal^se der weiten i'eststoffe beträgt:The elementary analogy of the vast solids is:
'i'o C 'i'o C
$> P $> P
5» K5 »K
P HP H
JJie vorausgehende Analyse zeigt, daß das weiüe Material einige Verunreinigungen enthält. Das Reaktionsproduktr ist als Sequestrierungsmittel, wie in Beispiel 7 angegeben, geeignet»'' ;■ · ·/ ■ . . '-"■'.The previous analysis shows that the white material has some Contains impurities. The reaction product is as a sequestering agent, as indicated in Example 7, suitable »''; ■ · · / ■. . '- "■'.
ungefähr 9o g (ür82 Mol) 70/oige orthophosphorige oäure undabout 9o g (o r 82 mol) of 70 / o and orthophosphorous oäure
ν ; 209830/1197 ν ; 209830/1197
capy^^"'."capy ^^ "'."
84 g (0,85 WoI) 37>öige oalzsäure eingebracht. Das in dem 2 1 Kolben enthaltene Gemisch wird dann zum Sieden erhitzt, während man ungefähr 28,5 g (0,17 Mol) 2-Aminc™ äthylisocyanursäure, die wie in Beispiel 1 oben hergestellt wurde, zugibt. Die Zugabe erfolgt über 30 Minuten. Ungefähr öü ml wasser werden dann (nach der $0 Minuten langen Zugabe) in den Heaktionskolben eingebracht, um eine homogene Lösung mit einem Siedepunkt von ungefähr 1080C zu erhalten.84 g (0.85%) 37% hydrochloric acid were introduced. The mixture contained in the 2 liter flask is then heated to the boil while approximately 28.5 g (0.17 mol) of 2-Aminc ™ ethyl isocyanuric acid, which was prepared as in Example 1 above, is added. The addition takes place over 30 minutes. Then (after the $ 0-minute addition) are introduced into the Heaktionskolben to obtain a homogeneous solution with a boiling point of about 108 0 C for about öü ml water.
Die in dem Kolben erhaltene klare Lösung wird am Sieden gehalten und es werden im Verlauf von ungefähr 3 Stunden 95 g (0,90 Mol) Benzaldehyd zugegeben. Nach dem Ablauf der 3 Stunden wird das Keaktionsgeruisch, das eine klare Lösung ist, auf 25°C gekühlt. Ein Teil (50 g von ungefähr 363 g) der Lösung wird unter Rühren in 100 ml Methanol gegossen und man erhält einen weißen Niederschlag. Nach Filtrieren wird der Kuchen in Methanol angeschlämmt, filtriert und in dem Filter mit Methanol gewaschen. Nach Trocknen erhält man mehrere g weiße Feststoffe. Die weißenThe clear solution obtained in the flask is kept boiling and it will be over the course of about 3 hours 95 g (0.90 mol) of benzaldehyde were added. After the 3 hours have elapsed, the reaction smell becomes clear Solution is cooled to 25 ° C. One part (50 g of approx 363 g) of the solution is poured into 100 ml of methanol while stirring poured and a white precipitate is obtained. After filtering, the cake is slurried in methanol and filtered and washed in the filter with methanol. After drying, several g of white solids are obtained. The white ones
/j1/ j1
Feststoffe werden analysiert, wozu man das P"^ kernmagnetische Kesonanzspektrum (KMK) (das das Vorliegen von N-C-P-Bindüngen zeigt) und die Eleraentaranalyse verwendet. Der erhaltene weiße Feststoff enthält im wesentlichen das Isocyanursäurederivat der folgenden FormelSolids are analyzed, for which purpose the P "^ nuclear magnetic Resonance spectrum (KMK) (which shows the presence of N-C-P bonds) and Eleraentaranalysis are used. The white solid obtained essentially contains the isocyanuric acid derivative represented by the following formula
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C-Hn OC-Hn O
o ifc> :? -Ηo ifc>:? -Η
IJJ II
I.
H I.
H
In einen 2 1 Kolben mit Wasserkühler und 'Tropftrichter bringt man ungefähr 96 g (0,82 Mol) 70#ige orthophosphorige Säure und 84 g (0,85 Mol) 37$ige salzsäure. Das erhaltene Gemisch wird dann in dem 2 1 Kolben zum dieden erhitzt, während man ungefähr 28,5 g (0,1? Mol) 2-Aminoäthylisocyanursäure, die, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt wurde, zugibt. Diese Zugabe erfolgt während "ungefähr 30 Minuten, wonach man 60 ml wasser dem Keaktionskolben zugibt, um eine homogene Lösung zu erhalten, die einen Siedepunkt bei 108 C aufweist.In a 2 liter flask with a water cooler and a dropping funnel about 96 g (0.82 mol) of 70% orthophosphorous acid and 84 g (0.85 mol) of 37% hydrochloric acid are added. The received The mixture is then heated to boiling in the 2 l flask, while about 28.5 g (0.1 mol) of 2-aminoethyl isocyanuric acid, which was prepared as described in Example 1, is added. This addition takes place during "About 30 minutes, after which you add 60 ml of water to the reaction flask is added to obtain a homogeneous solution that has a boiling point of 108 ° C.
Die in defii Kolben erhaltene klare Lösung wird am Sieden gehalten und während ungefähr 3 Stunden werden 40 g (0,90 Mol) Acetaldehyd zugegeben. Nach der 3>-stündigen Zugabe wird das Keaktionsgemisch, das eine klare Lösung ist, auf 250G gekühlt. Ein Teil (50 g von ungefähr 308 g) der Lösung wird unter Rühren in 100 ml Methanol gegossen und man erhält dadurch einen weißen Niederschlag. Nach PiI-The clear solution obtained in the flask is kept boiling and 40 g (0.90 mol) of acetaldehyde are added over about 3 hours. After 3> -stündigen addition, the Keaktionsgemisch, which is a clear solution is cooled to 25 0 G. A portion (50 g of approximately 308 g) of the solution is poured into 100 ml of methanol with stirring and a white precipitate is obtained. According to PiI-
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trieren wird der Niederschlagkuchen erneut in Methanol angeschlämmt, filtriert und in dein Filter rait Methanol gewaschen. Nach Trocknen erhält man mehrere g weiße Feststoffe. Die weißen Feststoffe werden analysiert, wozu man das P^ kernmagnetische Resonanzspektrum (NMR) (das das Vorliegen von N-C-P-Bindungen zeigt) und die Elementaranalyse verwendet. Der erhaltene weiiie Feststoff enthält im wesentlichen das Isocyanursaurederivat der nachfolgenden Formel: · ■the precipitate cake is triturated again in methanol Suspended, filtered and methanol rait into your filter washed. After drying, several g of white solids are obtained. The white solids are analyzed using the nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) (which is the Shows presence of N-C-P bonds) and the elemental analysis is used. The white solid obtained contains essentially the isocyanuric acid derivative of the following formula: · ■
HH
In einen 2 1 Kolben mit Wasserkühler und 'Tropftrichter bringt man ungefähr 96 g (0,82 Mol) 70/iige orthopkosphorige Säure und 84- g (0,85 WoI) 37/^ise Salzsäure ein. Das er— haltene Gemisch v;ird dann zum Sieden erhitzt, während man ungefähr 26,5 S (Q»'Ί? Mol) 2-lrainoäthylisocyanursäure, wie in Beispiel 1 hergestellt, zugxbt. Die Zugabe erfolgt während ungefähr.30 Minuten. Dann werden ungefähr 60 ml Wasser (nach der 30 Minuten langen Zugabe) dem üeaktions-. kolben zugeführt, um eine homogene Lösung zu erhalten» dieIn a 2 1 flask equipped with a water condenser and 'dropping funnel, about 96 g (0.82 mol) brings a 70 / iige orthopkosphorige acid and 84- g (0.85 WOI) 37 / ^ e is hydrochloric acid. The ER- preserved mixture v; ith then heated to boiling while 26.5 S lrainoäthylisocyanursäure 2-about, as prepared in Example 1, zugxbt (Q '' Ί Mol?). The addition takes place over approximately 30 minutes. Then about 60 ml of water (after 30 minutes of addition) are added to the reaction. flask supplied in order to obtain a homogeneous solution »the
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einen Siedepunkt von ungefähr 1080G hat.has a boiling point of approximately 108 ° G.
Die in dem ivoloen erhaltene klare Lösung wird am biedeu gehalten unu während ungefähr 5 Stunden werden 52 g (0,90 Hol) Aceton zugegeben. iNach der Zugabe wird das KeaKtionsgeuisch, das eine klare Lösung; ist, auf 25 0 gekühlt, ijin i'eii (5^ g von ungefähr 320 g) der Lösung wird unter itunren in 100 ml Methanol gegossen und man er-The clear solution obtained in the ivolene is am biedeu held for about 5 hours, 52 g (0.90 hol) acetone added. iAfter the encore, this will be KeaKtionsgeuisch, which is a clear solution; is, cooled to 25 0, ijin i'eii (5 ^ g of about 320 g) of the solution is poured under itunren in 100 ml of methanol and one
hält einen weißen Niederschlag. iiacn filtrieren wird der Niederscnlagi-iuchen erneut in ^ethanol angeschlämmt, filtriert und4n, dem Filter mit Methanol gewaschen. Kach 'x'rocknen erhält man meiirere g v;eiwe ieststoffe. Die weiisen Feststoffe werden analysiert unter Verwenuuny von P^ KI-uv-öpektren (ciie das V'orhauuensein von ή—G—Jr-Jiindungen zeigen) und mittelc Elementaranal^se. Der erhaltene weiße feststoff enthält im wesentlichen das Isocyanursäurederivat der nachfolgenden Formelholds a white precipitate. After filtering, the precipitate is slurried again in ethanol, filtered and the filter washed with methanol. After 'x' drying one obtains several GM; protein residues. The white solids are analyzed using P ^ KI-uv spectra (which show the presence of - G-Jr-joints) and by means of elementary analyzes. The white solid obtained essentially contains the isocyanuric acid derivative of the following formula
GH-O ' ° GH- O ' °
ItIt
P-OHP-OH
C Hn y ' 'C Hn y ''
N. '■■ ' / CH- OHN. '■■' / CH-OH
~\ - I ^ Γ λ1\ οά-, ~ \ - I ^ Γ λ1 \ οά-, οο
O=C " C=O H H \ ' ° "O = C "C = OHH \ ' ° "
\ S\ S ' ■■■■-■ C P - OH ' ■■■■ - ■ CP - OH
1^ . .CH2.. OU 1 ^. .CH 2 .. OU
oalze der verschiedenen Isocyanursäurederivate, mit denen . 'sich, die vorliegende Lrfindung befaßt, können durch ein- " " faches Neutralisieren irgendeines dieser Isocyanursäure- 'oalts of the various isocyanuric acid derivatives with which . 'concerned with the present invention, can be done by " "multiple neutralization of any of these isocyanuric acid- '
209830/1197 " ^ '209830/1197 "^ '
COF1Y
iAD ORIGIfCOF 1 Y
iAD ORIGIf
derivate mit einer Base, die im wesentlichen das gewünschte Cation enthält, hergestellt werden. So kann beispielsweise ein Natriumsalz eines der Isocyanursäurederivate mit einer Base neutralisiert werden, die das Natriumkation enthält, wie beispielsweise NaOH, Na2OO5 und dergleichen. derivatives with a base which contains essentially the desired cation are prepared. For example, a sodium salt of one of the isocyanuric acid derivatives can be neutralized with a base containing the sodium cation, such as NaOH, Na 2 OO 5 and the like.
In einen mit einem Wasserkühler und Tropftrichter ausgestatteten 2 1 Kolben bringt man ungefähr 113 g (0,82 Mol) Diäthylphosphit ( CpH1-O )pEHQ. ein.. Das Phosphit wird dann auf ungefähr 100 G erhitzt, während man ungefähr 28,5 g (0,17 Mol) der nach Beispiel 1 hergestellten 2-Aminoäthylisocyanursäure zugibt. Die Zugabe erfolgt während 10 Minuten. Approximately 113 g (0.82 mol) of diethyl phosphite (CpH 1 -O) pEHQ are placed in a 2 l flask equipped with a water condenser and dropping funnel. a .. The phosphite is then heated to about 100 g, while about 28.5 g (0.17 mol) of the 2-aminoethyl isocyanuric acid prepared according to Example 1 is added. The addition takes place over 10 minutes.
Das in dem Kolben entstandene Gemisch wird bei ungefähr 100 bis 1100C gehalten und dann während ungefähr 3 Stunden werden 27 g (0,90 Mol.) Paraformaldehyd zugegeben. Danach wird das Reaktionsgemisch auf 25 C gekühlt. Der Ansatz wiegt 168 g und ist eine ölige Flüssigkeit. Diese ölige Flüssigkeit wird analysiert mittels P^ -KMR-Spektren und ülementaranalysen. Das erhaltene Material ist im wesentlichen der Ester, was sich aus der folgenden Strukturformel ergibt:The mixture formed in the flask is kept at approximately 100 to 110 ° C. and then 27 g (0.90 mol.) Of paraformaldehyde are added over approximately 3 hours. The reaction mixture is then cooled to 25.degree. The batch weighs 168 g and is an oily liquid. This oily liquid is analyzed by means of P ^ -KMR spectra and elementary analyzes. The material obtained is essentially the ester, which results from the following structural formula:
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H OHO
Il rt -p _ r\rt itIl rt -p _ r \ rt it
H H s" · ! 2 'HH s " ·! 2 '
·· ' y' H OGpH1- ··· 'y' H OGpH 1 - ·
N O- C-N ^ ° NO- CN ^ °
I I ' · ' V^ H OI I '·' V ^ HO
O=G C=Q H H ^\ ' "O = G C = Q H H ^ \ '"
jS C P - 0CoHc jS CP-0C o H c
N ii«--N ii «-
1 H H. 1 H H.
Um die Brauchbarkeit der Isocyanursäurederivate im Rahmen der allgemeinen Formel I zu erläutern, werden die in den Beispielen 2 bis 5 hergestellten Reaktionsprodukte dem Sequestrierungsverfahren unterworfen, wie es in dem Buch Coordination Chemistry "Calcium Complexing By Phosphorus Compounds", von CF. Callis, A.F. Kerst und J.W. Lyons, Seiten 223 bis 240, Plenum Press, 1969, beschrieben ist.To the usefulness of isocyanuric acid derivatives in the context to explain the general formula I, the reaction products prepared in Examples 2 to 5 are the Subjected to sequestration procedures as described in the book Coordination Chemistry "Calcium Complexing By Phosphorus Compounds "by CF. Callis, A.F. Kerst and J.W. Lyons, Pp. 223-240, Plenum Press, 1969.
Ungefähr 1 g von jedem der oben beschriebenen Reaktionsprodukte (Isocyanursäurederivat-"Sequestrierungsmittel") der Beispiele 2 bis 5 wird einzeln und getrennt mit 0,1 Gew.^o Natriumoxalat in einem 2 1 Kolben, der 1000 ml Wasser enthält, gemischte Der p^-Wert wird in jedem Falle durch Zugabe von Natriumhydroxid auf p-g 11 eingestellt. In jede Lösung, die getrennt und einzeln, Sequestrierungsmittel enthält, werden 0,1 molar Galciumnitratlösung unter Verwendung eines dargent-halmstadt automatischen l'itrators, Modell SE, titriert, wobei die Trübung durchApproximately 1 g of each of the above-described reaction products (isocyanuric acid derivative "sequestrants") of Examples 2 to 5 is mixed individually and separately with 0.1% by weight of sodium oxalate in a 2 liter flask containing 1000 ml of water The value is adjusted to pg 11 in each case by adding sodium hydroxide. In each solution, which contains sequestering agents separately and individually, 0.1 molar calcium nitrate solution is titrated using a Dargent-Halmstadt automatic nitrator, model SE, the turbidity through
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Lichtübertragung gemessen wird. Die Menge an Galciumnitratlösung, die jedem Kolben zugegeben wird, ist ausreichend, um ausreichende Angaben hinsichtlich der Beugung zu machen, bei der die das Sequestrierungsmittelenthaltende Lösung von einer relativ klaren Lösung in eine trübe übergeht. Dieser Winkelnullpunkt kennzeichnet die Menge Calcium, die durch das jeweilige Sequestrierungsmittel sequestriert wird.Light transmission is measured. The amount of calcium nitrate solution, added to each flask is sufficient to give sufficient indications as to diffraction in which the sequestering agent-containing solution changes from a relatively clear solution to a becomes cloudy. This zero angle indicates the amount of calcium that is produced by the respective sequestering agent is sequestered.
Die Ergebnisse der Sequestrierungsuntersuchung bei den Reaktionsprodukten der Beispiele 2 bis 5 zeigen, daß die verschiedenen Isocyanursaurederivate gute Sequestrierungsmittel für Calcium sind, wobei dies eines hauptunerwünschten Cationen in Wasser darstellen, das beispielsweise in Kühltürmen verwendet wird. Besonders wurde festgestellt, daß das in Beispiel 2 hergestellte Isocyanur- - säurederivat ungefähr 6 g Calcium pro 100 g Isocyanursäurederivat sequestriert. Es wurde weiterhin gefunden, daß die anderen Isocyanursaurederivate der Beispiele $ bis 5 in einem ungefähr äquivalenten Verhältnis Calcium sequestriert.The results of the sequestering study on the reaction products of Examples 2 to 5 show that the various isocyanuric acid derivatives are good sequestering agents for calcium, this being one of the main undesirable cations in water used, for example, in cooling towers. In particular, it was found that the isocyanuric acid derivative prepared in Example 2 sequestered approximately 6 g of calcium per 100 g of isocyanuric acid derivative. It was further found that the other Isocyanursaurederivate of Examples 5 to $ i n a roughly equivalent ratio of calcium sequestered.
Es ist daher eine der hervorragenden Verwendungsmöglichkeiten der Isocyanursaurederivate im Hahmen der allgemeinen Formel I, ihre Verwendung als Sequestrierungsmitbel sur Behandlung wäßriger cysteine, die Calciumionan enthalten, wobei diese behandlung die bildung von Jalcium-It is therefore one of the excellent uses of isocyanuric acid derivatives in the context of general Formula I, its use as a sequestering agent for the treatment of aqueous cysteines containing calcium ion, this treatment the formation of Jalcium-
-31--31-
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- 31 salzen verhindern kann.- 31 salt can prevent.
.Beispiel 8Example 8
Um die Brauchbarkeit der Ester der Isocyanursäurederivate, die in den Bereich der allgemeinen Formel I fallen, zu erläutern, werden ungefähr 50 g des in Beispiel 6 hergestellten Esters mit einem inerten Lösungsmittel (Tetrachlorkohlenstoff) in einem 500 ml Becher gemischt, um eine 10 Gew.^ige Lösung- des Esters herzustellen. Wach Herstellung der Schlämme wird ein abgetrenntes und einzelnes Tuchmuster von 7 »6 χ 7j6 cm Größe aus ungefärbter Baumwollcellulose innig mit der Schlämme durch 5 Minuten langes Untertauchen der Tuchprobe in der üchlämrae in Kontakt gebracht. Die Probe wird dann aus dem Becher, der diese Schlämme enthält, entnommen und 15 Minuten in einem Ofen getrocknet, der bei einer Temperatur von ungefähr 800G gehalten wird. Nach einem Zeitraum von I5 Minuten bei ÖQ C v/ird die Temperatur erhöht und die Tuchprobe dann für 10 Minuten bei einer Temperatur von ungefähr 15O0C unterworfen, um eine Reaktion zwischen dem spezifischen Ester mit den Oberflächengruppen der Baumwollcellulose ablaufen zu lassen.In order to explain the usefulness of the esters of the isocyanuric acid derivatives, which fall within the range of general formula I, about 50 g of the ester prepared in Example 6 are mixed with an inert solvent (carbon tetrachloride) in a 500 ml beaker to produce a 10 wt. ^ ige solution to produce the ester. After the sludge has been produced, a separate, individual cloth sample of 7/6 × 7/6 cm in size made of undyed cotton cellulose is brought into intimate contact with the sludge by immersing the cloth sample in the urchlämrae for 5 minutes. The sample is then removed from the beaker containing this slurry and dried for 15 minutes in an oven maintained at a temperature of approximately 80 ° C. After a period of l5 minutes at PQ C v / temperature ird increased and subjected to the cloth sample then for 10 minutes at a temperature of about 15O 0 C, to run to a reaction between the specific ester with the surface groups of the cotton cellulose.
Die getrocknete Tuchprobe aus "behandelter" Baumwolle wind hinsichtlich ihrer Feuerhemmung geprüft, wozu man die Tuchprobe über einen Bunsenbrenner anbringt. Die Flamme wird so eingestellt, daß die Spitze der Flamme bis un-The dried cloth sample made of "treated" cotton is tested for its fire retardancy, which is why attaching the cloth sample over a bunsen burner. The flame is adjusted so that the tip of the flame reaches
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gefähr 2 cm unter die behandelte Baumwolltuchprobe reicht; eine "unbenandelte" Baumwollprobe wird als Kontrolle zu Yeivleichszwecken verwendet. Die Faüjmme wird unter jede der einzelnen Baumwollproben (einschließlich der Kontrolle) ungefähr 35 Bekunden gehalten und dann entfernt. Es werden dann visuelle Beobachtungen vorgenommen. Dieser Versuch zeigt, daß die Konurollprobe, d.h. die Baumwolltuchprobe, die nicht mit irgendeinem Ester behandelt wurde, vollständig zerstört ist. Demgegenüber zeigt die behandelte Baumwolltuchprobe in erster Linie nur Verkohlen und die Flamme erlischt innerhalb, von 5 Sekunden nach Entfernen des Bunsenbrenners von der l'uchprobe. Es ist daraus leicht zu ersehen, daß die Ester der Isocyanursäurederivate im Rahmen der allgemeinen Formel I hervorragend hinsichtlich ihrer Verwendung als Feuerhemmer für Gellulosematerial, beispielsweise Baumwollbekleidung, geeignet sind.reaches about 2 cm below the treated cotton cloth sample; an "untreated" cotton sample is used as a control Used for comparison purposes. The Faüjmme is under everyone of each cotton sample (including the control) was held for about 35 indications and then removed. It will then visual observations are made. This experiment shows that the Konuroll sample, i.e. the cotton cloth sample, which has not been treated with any ester is completely destroyed. In contrast, the treated Cotton cloth sample primarily just charring and that Flame goes out within 5 seconds after removal of the bunsen burner from the test. It is easy to see from this that the esters of the isocyanuric acid derivatives im Framework of general formula I excellent in terms of its use as a fire retardant for cellulose material, for example cotton clothing are suitable.
Die Erfindung beinhaltet alle Abweichungen und Änderungen von den Beispielen, die lediglich zum Zwecke der Erläuterung gegeben wurden, soweit die Abweichungen von dem allgemeinen Erfindungsgedanken Gebrauch machen.The invention includes all deviations and changes from the examples, which are for the purpose of illustration only were given, insofar as the deviations make use of the general inventive concept.
-.Patentansprüche -- Patent claims -
201830/1197201830/1197
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